地鐵行車調度仿真實訓項目開發研究

　　下面文章主要介紹現有地鐵行車調度綜合演練系統，主要就是為了提高設備利用率，培養學生的行車組織、運營調度等方面的主要能力，充分發揮設備的功能，對實訓項目進行整體的設計研究，包括設計理念，實訓項目開發及教學方法等構件完整的體系，為我國高等院校的軌道交通運營管理實訓項目開發提供相應的建設意見。

　　關鍵詞：地鐵,行車調度,仿真實訓,項目開發

　　城市軌道交通運營管理專業在成立之后學校投入近千萬元經費加強實訓室建設， 已經形成了由地鐵模擬駕駛實訓設備、自動檢售票實訓系統、地鐵行車調度綜合演練系統、車控室模擬控制、多功能綜合模擬演練軟件實訓室為核心的實訓體系，可以滿足課內、綜合實訓的要求，本文正是針對其中地鐵行車調度綜合演練系統進行的實訓項目開發設計。

　　1 地鐵行車調度仿真實訓系統設計要求

　　地鐵行車調度綜合演練系統采用內部局域網星形結構，通信介質為雙絞線。以應用服務器為中心，服務器分布式體系結構，具備與真實地鐵、城軌控制系統功能相一致的OCC 控制中心硬件架構體系。系統中各車站配備1 臺車站計算機連鎖控制設備，1 個車輛段配備1 臺車輛段計算機連鎖控制設備。OCC控制中心配備數據庫服務器、通信服務器1臺、機車遠程控制終端電腦1臺(安裝機車控制系統，用于遠程操控列車)。安裝ATS 系統、ATP/ATO子系統、C_LOW系統的中心控制計算機各3 臺(完成運營調度、 運行圖編制與調整、命令下發、故障設置等功能)。調度監控計算機1 臺(操控大屏幕顯示系統)。

　　1.1 綜合顯示大屏

　　綜合顯示大屏采用高分辨率窄邊大屏幕顯示陣列墻、支架和分屏器組成，用于模擬顯示線路上的所有列車、軌道區段、道岔、信號機、車站等的實時狀態，顯示的內容和符號定義與真實系統完全一致。大屏顯示內容的排列方式、視屏信號源可以隨時在線修改，可以根據實際教學應用需要，調整每一塊屏幕的顯示內容。例如可以將綜合監控、視屏監控等其他信號投入大屏內，與信號系統一同顯示。

　　1.2 大屏接口工作站

　　大屏接口工作站采用專業級圖形工作站設備，包含專業級多屏顯卡、高端處理器，保證大屏顯示流暢不卡頓。專業的大屏矩陣控制軟件為教學提供了靈活的屏幕顯示內容配置接口。

　　1.3 中央ATS服務器

　　用于模擬中央ATS系統處理服務器的列車車次號管理、列車自動監視和追蹤處理、列車自動進路設置、列車自動調整、向各HMI提供列車狀態等信息、歷史數據(報警時間、系統日志、運行圖、回放數據)記錄、與ATS系統外部接口的數據處理等功能。

　　1.4 調度員工作站HMI

　　HMI可以讓學生實際操作ATS人機界面，實現站場和列車數據的顯示，完成人工進路設置、部分或全部信號機自排全開/自排全關、追蹤全開/追蹤全關、單獨操作或鎖閉軌旁信號設備、車次號操作、控制權的交接、設置緊急停車、扣車、跳停指令、聯鎖相關的道岔單操、道岔單鎖、關閉信號、重新開放信號、封鎖(單個或全區)信號、區段封鎖等功能。學生也可分析和處理工作站上出現的相關事件信息和故障報警信息。

　　1.5 中央操作員工作站CLOW

　　CLOW是放置在中央的本地操作員工作站，可模擬在中央ATS系統故障情況下在調度中心實現對正線聯鎖的指令下發、用戶權限管理、控制權管理、軌旁設備狀態顯示等功能。

　　1.6 培訓模擬器

　　培訓模擬器可模擬一定數量的點式或CBTC列車線路運行，模擬運行相關故障設置，并能根據排列出的進路自動控制多列車自動駕駛，可模擬產生道岔失表、四開、信號機斷絲等信號系統常見故障。

　　1.7 調度中心報表打印機

　　調度中心的報表打印機可生成列車運行的各種數據報表，能生成學生模擬和操作記錄。

　　1.8 通信接口服務器FEP

　　為了模擬真實城市軌道交通系統網絡架構，系統采用通信接口服務器，設備將調度中心網絡和車站級軌旁網絡隔離開，FEP起著報文轉發，通信打包解包、協議匹配等接口功能。

　　2 地鐵行車調度仿真實訓項目開發理念

　　地鐵行車調度仿真實訓的具體實訓項目的設計應結合實訓系統特點，并應該為培養軌道交通行車調度管理方面的高技能人才服務，使其熟練掌握專門知識和技術、具備精湛的操作技能、在地鐵行車調度的關鍵環節發揮作用、能夠解決地鐵行車調度操作難題。基于工作過程，實訓項目設計應能體現地鐵行車調度實際工作崗位的工作過程，根據軌道交通運營管理專業面向的行車調度員、車站值班員等崗位對行車組織的核心能力要求，通過分析行車調度員工作過程從而對實訓項目進行模塊化設計。學生通過實訓要能完整地體驗地鐵行車調度崗位的工作內容和程序，從而與地鐵行車調度課程實現理實結合。

　　在地鐵運營中崗位之間是互相配合的，實訓項目開發設計要強調地鐵行車調度員和車站值班員及列車司機等相關崗位的團隊配合。因此，在實訓項目中要能培養學生團隊配合能力，任務設計是要能體現不同崗位之間的聯動協作。根據行車調度員能力要求，對具體崗位能力進行分解，在實訓項目設計時體現基礎知識技能和核心知識技能的層次差別，在先后順序上要先易后難，從知識儲備、能力升級到實戰演練、事故處理進行全面設計。

　　3 地鐵行車調度仿真實訓項目設計

　　崗位工作任務與環節分析根據企業崗位、工作任務與工作環節來確定實訓項目，要體現具體崗位的工作知識、能力、素質。具體崗位為調度員、車站值班員。 具體工作任務是行車計劃編制(工作環節分為運行圖編制、班計劃;車輛段調車、列車編組)、行車調度(工作環節分為熟悉調度中心組織機構、職責崗位;會根據行車過程的狀況靈活調度，保障行車秩序)、非正常情況下的行車組織與調度(工作環節分為ATC 設備故障時的行車組織、聯鎖設備故障時的行車組織)根據所需的知識和能力目標來設計基本實訓項目，通過對列車調度員和車站值班員的典型工作任務分析，確定所需的各種能力，結合地鐵行車調度綜合演練系統的功能模塊，以此來確定系統可開展的實訓項目及對應工作任務。

　　將實訓項目設計分為基本實訓項目和綜合實訓項目，體現實訓能力層次分級的要求。基本實訓項目和對應工作任務如下：

　　(1)信聯閉、道岔、進路的基本操作。 了解信號、聯鎖、閉塞、道岔、進路的基本操作，熟悉系統開機啟動程序。

　　(2)時刻表與運行圖編制。會編輯系統時刻表，理解運行圖的調整與編制。

　　(3)正常和非正常情況下的排列進路與接發列車。掌握排列列車進路，接發列車的程序和操作。

　　(4)ATC自動控制模式下的列車調度和車站控制下的調度。掌握列車調度的操作程序，尤其是車站控制模式下的操作。

　　(5)車輛段聯鎖系統操作，列車出入段調車作業。掌握車輛段列車出入段操作程序及聯鎖的含義。

　　基于團隊合作和任務驅動的綜合實訓項目為在實訓中加強團隊合作意識，增強學生對各崗位工作的協調和配合，基于任務驅動的實訓設計理念，在基本實訓項目完成后，進一步提高要求，設計一些綜合實訓項目，學生以小組為單位，在設備上模擬實際中的相關崗位，同時結合比賽的形式進行考核，這樣既增強了學生實訓練習的積極性，又能在比賽中培養能力。

　　綜合實訓項目及對應工作任務如下：

　　(1)運行時刻表與運行圖編制比賽。以小組為單位，在給定的數據和資料情況下，通過合理計算和運用列車安排時刻表和運行圖，考核標準：合理性、快速性。

　　(2)人工接發列車比賽。設定某些軌道路段故障，要求小組以人工閉塞方式接發列車，組織車輛運行，考核標準：時間。

　　(3)行車調度模擬比賽。小組根據外在條件的變化，如客流、車輛等變化，及時通過行車調度措施，調整列車運行，保證地鐵正常運營，考核標準：準確性和合理。

　　(4)車輛段調車作業比賽。根據調車作業要求，各小組合理分工，在最短的時間內完成列車在車輛段內的調車、移動作業，考核標準：完成時間長短。

　　4 項目化實訓教學建議

　　有計劃地進行基本實訓項目的實訓，使得學生能在學完理論后馬上進行實踐，做到理實一體，同時在學完課程后安排整周綜合實訓，開展綜合實訓項目，在實訓老師的指導監督下完成行車調度工作任務和考核。

　　隨著互聯網+概念的提出，數字化校園建設的完成，以及微課、MOOC、翻轉課堂等一系列新的教學理念的誕生，信息化教學改革已經成為建設現代職業教育體系中關鍵環節。基于此，本課程借助仿真實訓室、地鐵行車調度優質核心課程資源共享網站和藍墨云班課三大教學平臺，采用翻轉課堂模式，實現學習的互動化、多元化、個性化、鞏固化的交叉統一，輕松突破傳統教學的弊端。

　　分別從課前、課中、課后三個方面具體進行教學實施過程。設計思路是借助信息化手段，采用將運行時刻表與運行圖基本認識等基本知識信息傳遞放在課前，最難的知識吸收內化及技能操作放在課中的翻轉課堂模式，例如地鐵列車時刻表與運行圖編制計算與調整列車運行時刻等，使學生在執行任務前做好充分的知識準備，通過師生的共同探究、合作，突破鐵列車時刻表與運行圖編制教學等的重、難點，實現教學目標。

　　無論是課前自主學習過程的監控，學習效果的檢驗，還是課堂考勤，借助云班課均可輕松實現;無論是課前的答疑討論，還是課中的課堂問答，借助云班課都可以大大提高互動效率;無論是經驗值的排行榜，還是小組投票功能，云班課平臺使教學考評變得公開透明，易統計。

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